FR2705849A1 - Base station of a GSM type cellular network, and method of exchanging data between this base station and a mobile operating in the network. - Google Patents
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Abstract
Description
STATION DE BASE D'UN RÉSEAU CELLULAIRE DE TYPE GSM, ETBASE STATION OF A GSM-TYPE CELLULAR NETWORK, AND
PROCÉDÉ D'ÉCHANGE DE DONNÉES ENTRE CETTE STATION DE BASE ET UN MOBILE ÉVOLUANT DANS LE RÉSEAU METHOD FOR EXCHANGING DATA BETWEEN THIS BASE STATION AND A MOBILE EVOLVING IN THE NETWORK
La présente invention concerne une station de base d'un réseau cellulaire de type GSM (Global System for Mobile communications), ainsi qu'un procédé d'échange de données entre cette station de base et un mobile évoluant dans ce réseau.10 Un réseau cellulaire de type GSM comporte notamment une pluralité de stations de base réparties géographiquement. Chacune de ces stations de base est destinée à la couverture radio d'une zone géographique particulière appelée cellule. Chaque station de base se15 trouve en général au centre de la cellule associée; elle est désignée par l'abréviation BTS, pour Base Transceiver Station en anglais. Ainsi, l'espace est subdivisé en cellules, et un mobile (comme par exemple un radiotéléphone) évoluant dans l'espace couvert par un tel réseau de stations de base peut toujours être rattaché à une cellule donnée, de sorte qu'il échange des données utiles (de parole le plus souvent) et des données de signalisation, sous forme de signaux radio, The present invention relates to a base station of a cellular network of the GSM (Global System for Mobile communications) type, as well as a method of exchanging data between this base station and a mobile operating in this network. GSM type cellular includes in particular a plurality of base stations distributed geographically. Each of these base stations is intended for radio coverage of a particular geographic area called a cell. Each base station is generally located in the center of the associated cell; it is designated by the abbreviation BTS, for Base Transceiver Station in English. Thus, the space is subdivided into cells, and a mobile (such as for example a radiotelephone) operating in the space covered by such a network of base stations can always be attached to a given cell, so that it exchanges useful data (most often speech) and signaling data, in the form of radio signals,
avec la station de base couvrant la cellule dans laquelle il25 se trouve. with the base station covering the cell in which it is located.
Lorsque l'utilisateur d'un mobile souhaite établir une communication, c'est-à-dire transmettre et recevoir des données de parole, avec l'utilisateur d'un autre mobile ou un utilisateur fixe, les données de parole sont échangées30 par l'intermédiaire de la station de base correspondante, qui est munie à cet effet d'au moins un émetteur et au moins un récepteur associés à au moins une antenne. L'antenne de la BTS peut être omnidirectionnelle et émettre dans toutes les directions des signaux ayant une When the user of a mobile wishes to establish a communication, that is to say to transmit and receive speech data, with the user of another mobile or a fixed user, the speech data is exchanged30 by the intermediary of the corresponding base station, which is provided for this purpose with at least one transmitter and at least one receiver associated with at least one antenna. The BTS antenna can be omnidirectional and transmit signals in all directions with a
puissance élevée.high power.
En revanche, on sait que les signaux reçus par une antenne peu directive sont de moins bonne qualité que ceux However, we know that the signals received by a poorly directive antenna are of lower quality than those
reçus par une antenne très directive. Ainsi, pour que les signaux émis par les mobiles soient exploitables par la BTS 5 munie d'une antenne omnidirectionnelle, leur puissance d'émission au départ des mobiles doit être élevée. received by a very directive antenna. Thus, for the signals transmitted by the mobiles to be exploitable by the BTS 5 provided with an omnidirectional antenna, their transmit power from the mobiles must be high.
Or, la puissance d'émission des mobiles est limitée, afin notamment d'augmenter leur autonomie, de sorte que lorsqu'ils sont trop éloignés du centre de la cellule, la10 réception au niveau de la BTS est mauvaise, le signal ayant alors un niveau trop faible pour être distingué des interférences ou du bruit. Une méthode pour pallier cet inconvénient consiste à subdiviser les cellules, surtout celles dites de grande couverture (c'est-à-dire ayant un rayon de l'ordre de plusieurs kilomètres), en une pluralité de cellules élémentaires, appelées secteurs, disposées en faisceau autour de la BTS de la cellule initiale, appelée cellule principale. Ainsi, une cellule peut être divisée en trois,20 six ou douze secteurs par exemple, selon sa taille, le trafic de communications dans la zone qu'elle couvre et la puissance des mobiles qu'elle doit pouvoir recevoir. Chacune des cellules élémentaires est alors munie d'une antenne directive. Par abus de langage, on continuera d'appeler l'ensemble constitué par tous les secteurs une cellule, bien que chaque secteur constitue une cellule indépendante dans le sens défini plus haut. Deux types principaux de données, du type de celles échangées sur le réseau RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services), peuvent être échangés entre un mobile et la station de base de la cellule dans laquelle il se trouve: - des données dites utiles, c'est-à-dire de la voix (données de parole) ou des données informatiques, - des données dites de signalisation et de contrôle, qui contiennent notamment des informations permettant au mobile de se connecter au réseau cellulaire (cette connexion est couramment appelée "Accès"), ou bien de maintenir une communication en cours alors qu'il change de cellule (ce changement est couramment appelé "Handover"). Ainsi, à chaque cellule principale est associé un jeu de fréquences comprenant notamment: - une fréquence unique, appelée voie balise descendante, pour la transmission dans le sens descendant (c'est-à-dire dans le sens station de base vers mobile) des données de signalisation générale, la voie balise descendante étant10 associée à une fréquence unique dite voie balise montante, pour la transmission dans le sens montant (c'est- à-dire dans le sens mobile vers station de base) des données de signalisation générale, cette voie balise étant dénommée BCCH (pour Broadcast Control Channel) dans la terminologie15 GSM, - au moins une fréquence, dite fréquence de trafic descendante, pour la transmission dans le sens descendant However, the transmission power of the mobiles is limited, in particular in order to increase their autonomy, so that when they are too far from the center of the cell, the reception at the BTS is poor, the signal then having a level too low to be distinguished from interference or noise. One method to overcome this drawback consists in subdividing the cells, especially those called large coverage (that is to say having a radius of the order of several kilometers), into a plurality of elementary cells, called sectors, arranged in beam around the BTS of the initial cell, called the main cell. Thus, a cell can be divided into three, six or twelve sectors, for example, depending on its size, the communications traffic in the area it covers and the power of the mobiles it must be able to receive. Each of the elementary cells is then provided with a directive antenna. By abuse of language, one will continue to call the unit constituted by all the sectors a cell, although each sector constitutes an independent cell in the sense defined above. Two main types of data, of the type exchanged on the ISDN network (Digital Network with Service Integration), can be exchanged between a mobile and the base station of the cell in which it is located: - so-called useful data, that is to say voice (speech data) or computer data, - so-called signaling and control data, which notably contain information allowing the mobile to connect to the cellular network (this connection is commonly called "Access"), or to maintain a call in progress while it changes cell (this change is commonly called "Handover"). Thus, each main cell is associated with a set of frequencies comprising in particular: - a single frequency, called downlink beacon, for the transmission in the downward direction (that is to say in the base station to mobile direction) general signaling data, the downlink beacon channel being associated with a single frequency known as the uplink beacon channel, for the transmission in the uplink direction (that is to say in the mobile direction to base station) of the general signaling data, this beacon channel being called BCCH (for Broadcast Control Channel) in GSM terminology, 15 - at least one frequency, called downlink frequency, for transmission in the downward direction
des données utiles, chaque fréquence de trafic descendante formant un couple de fréquences avec une fréquence dite de20 trafic montante, pour la transmission dans le sens montant des données utiles. useful data, each downlink traffic frequency forming a frequency pair with a so-called uplink frequency, for the uplink transmission of the useful data.
Dans le cas des cellules sectorisées, un seul couple de fréquences de trafic, ainsi qu'une voie balise montante et une voie balise descendante, sont associés à chaque25 cellule élémentaire, et chaque cellule élémentaire est munie d'un émetteur et d'un récepteur. Les voies balises montante et descendante, ainsi que les fréquences de trafic montante et descendante, sont toutes deux à deux distinctes. Par suite de l'application dans les réseaux cellulaires de type GSM du principe d'Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT, ou TDMA en anglais pour Time Division Multiple Access), lorsqu'un mobile se connecte au réseau cellulaire, un canal de trafic TCH (pour Traffic CHannel) lui est affecté, ce canal de trafic correspondant à35 un intervalle de temps d'émission qui lui est réservé sur une fréquence de trafic montante particulière. Un canal de trafic correspondant lui est affecté pour la réception sur In the case of sectorized cells, a single pair of traffic frequencies, as well as an uplink beacon channel and a downlink beacon channel, are associated with each elementary cell, and each elementary cell is provided with a transmitter and a receiver. . The uplink and downlink beacons, as well as the uplink and downlink traffic frequencies, are both separate. As a result of the application in GSM type cellular networks of the principle of Time Division Multiple Access (TDMA), when a mobile connects to the cellular network, a channel TCH (for Traffic CHannel) traffic is assigned to it, this traffic channel corresponding to a transmission time interval reserved for it on a particular uplink traffic frequency. A corresponding traffic channel is assigned to it for reception on
la fréquence de trafic descendante formant un couple avec la fréquence de trafic montante précédente. Le canal de trafic montant est décalé dans le temps par rapport au canal de5 trafic descendant. the downward traffic frequency forming a pair with the previous upward traffic frequency. The uplink traffic channel is offset in time from the downlink traffic channel.
En pratique, dans le réseau GSM, il est possible d'utiliser huit canaux de trafic par fréquence de trafic. En In practice, in the GSM network, it is possible to use eight traffic channels per traffic frequency. In
outre les intervalles de temps de la voie balise non utilisés pour la signalisation générale de la cellule sont10 également disponibles pour le trafic. in addition to the time slots of the beacon channel not used for the general signaling of the cell are also available for traffic.
Dans les zones rurales, o les cellules sont en général de grande couverture, de sorte qu'elles sont sectorisées, de nombreux canaux de trafic sont donc disponibles, et très peu sont utilisés en pratique du fait15 de la très faible densité de communications. Or, la mise à disposition d'un grand nombre de canaux de trafic impose à chaque secteur d'être muni d'un émetteur et d'un récepteur. Par conséquent, le coût en équipements est élevé pour une faible utilisation des disponibilités, de sorte que la In rural areas, where cells are generally of large coverage, so that they are sectorized, many traffic channels are therefore available, and very few are used in practice due to the very low density of communications. However, the provision of a large number of traffic channels requires each sector to be provided with a transmitter and a receiver. Consequently, the cost of equipment is high for a low use of available resources, so that the
rentabilité d'un tel système est médiocre. profitability of such a system is poor.
Le but de la présente invention est de réaliser une station de base pour cellule sectorisée ayant un coût en équipements moins élevé que dans l'art antérieur, tout en assurant une disponibilité de canaux de trafic suffisante The object of the present invention is to provide a base station for a sectorized cell having a lower cost of equipment than in the prior art, while ensuring sufficient availability of traffic channels.
pour couvrir le trafic de communications dans la cellule sectorisée. to cover communications traffic in the sectorized cell.
La présente invention propose à cet effet une station de base d'un réseau cellulaire de type GSM destinée à échanger des données sous forme de signaux radio avec des mobiles évoluant dans une zone géographique délimitée appelée cellule principale, ladite cellule principale étant subdivisée en une pluralité de cellules dites élémentaires, correspondant chacune à une portion déterminée de ladite cellule principale, et chacune associée à un récepteur muni35 d'une antenne directive, ladite station de base étant caractérisée en ce qu'elle comporte un seul émetteur muni d'une antenne omnidirectionnelle et assurant la couverture radio à l'émission de toutes lesdites cellules élémentaires, de sorte que les données transmises par ladite station de base5 sous forme de signaux radio à un mobile se trouvant dans l'une quelconque desdites cellules élémentaires sont émises par ledit émetteur. Grâce à l'invention, la station de base comporte un seul émetteur, quel que soit le nombre de cellules élémentaires. Ceci permet donc de faire une économie importante en termes d'équipements, ce qui assure un gain financier non négligeable. Dans des cellules sectorisées de grande couverture, situées dans des zones rurales, le fait de remplacer tous les émetteurs par un seul émetteur muni d'une antenne omnidirectionnelle ne pose pas de problème pour ce qui est The present invention proposes for this purpose a base station of a GSM type cellular network intended for exchanging data in the form of radio signals with mobiles operating in a defined geographical area called the main cell, said main cell being subdivided into a plurality so-called elementary cells, each corresponding to a determined portion of said main cell, and each associated with a receiver provided with a directive antenna, said base station being characterized in that it comprises a single transmitter provided with an omnidirectional antenna and ensuring radio coverage on transmission of all said elementary cells, so that the data transmitted by said base station5 in the form of radio signals to a mobile located in any one of said elementary cells is transmitted by said transmitter. Thanks to the invention, the base station comprises a single transmitter, regardless of the number of elementary cells. This therefore allows a significant saving in terms of equipment, which ensures a significant financial gain. In large sectored cells located in rural areas, replacing all the transmitters with a single transmitter with an omnidirectional antenna is not a problem as far as
de la qualité de réception par les mobiles. Compte tenu de la faible densité du trafic de communications dans les zones rurales, la capacité offerte par un seul émetteur peut20 suffire à gérer tout le trafic. of the quality of reception by mobiles. Given the low density of communications traffic in rural areas, the capacity offered by a single transmitter may be sufficient to handle all the traffic.
En outre, la structure existante a été conservée à la réception, de sorte qu'il est toujours possible de recevoir des mobiles de faible puissance. De manière très avantageuse, la répartition des fréquences au niveau de la station de base selon l'invention se fait de la manière suivante: - une fréquence unique, dite fréquence de trafic descendante, est affectée à l'émission par l'émetteur, à destination des mobiles, de données utiles telles que des30 données de parole, - une fréquence unique, dite voie balise descendante, distincte de la fréquence de trafic descendante, est affectée à l'émission par l'émetteur de données de signalisation destinées notamment à fournir aux mobiles des35 informations pour que ces derniers se connectent au réseau cellulaire, - une fréquence unique, dite fréquence de trafic montante et distincte de la fréquence de trafic descendante et de la voie balise descendante, est affectée à l'ensemble des cellules élémentaires à l'émission par les mobiles de5 données utiles à destination de la station de base, - une fréquence unique, dite voie balise montante, distincte de la fréquence de trafic descendante, de la fréquence de In addition, the existing structure was kept at the reception, so that it is still possible to receive low-power mobiles. Very advantageously, the distribution of the frequencies at the level of the base station according to the invention is done in the following way: - a single frequency, called downlink traffic frequency, is allocated to the transmission by the transmitter, to destination of mobiles, useful data such as speech data, - a single frequency, known as the downlink beacon channel, distinct from the downlink traffic frequency, is allocated to the transmission by the transmitter of signaling data intended in particular to provide to information mobiles for the latter to connect to the cellular network, - a single frequency, called the uplink traffic frequency and distinct from the downlink traffic frequency and the downlink beacon channel, is assigned to all of the elementary cells at l transmission by the mobile of 5 useful data to the base station, - a single frequency, called the uplink beacon channel, distinct from the frequency of downward traffic, frequency of
trafic montante et de la voie balise descendante, est affectée à l'émission par les mobiles, à destination de la10 station de base, de données de signalisation, destinées notamment à demander leur connexion au réseau cellulaire. Uplink and downlink beacon traffic is assigned to the transmission by the mobiles, bound for the base station, of signaling data, intended in particular to request their connection to the cellular network.
Ainsi, un seul couple de fréquences de trafic est utilisé pour l'émission et la réception. Ce seul couple de Thus, a single pair of traffic frequencies is used for transmission and reception. This single couple of
fréquences suffit à gérer l'ensemble des communications dans15 une zone rurale. frequencies is sufficient to manage all communications in a rural area.
Un procédé d'échange de données destiné à établir entre un mobile et une station de base selon l'invention une connexion radio, de sorte qu'un canal de trafic sur la fréquence de trafic montante et qu'un canal de trafic sur la20 fréquence de trafic descendante sont affectés au mobile pour la transmission de données utiles, comporte les opérations suivantes: - le mobile émet en direction de la station de base, sur un canal spécifique dit d'accès sur la voie balise montante, au moins une demande de connexion, dite demande d'accès, - la station de base, recevant la demande d'accès au niveau de chacun des récepteurs, détermine, pour chacun des récepteurs, le niveau et/ou la qualité du signal, dit d'accès, constitué par la demande, et sélectionne ainsi30 celui des récepteurs destiné à assurer la transmission des signaux de données utiles en provenance du mobile à un contrôleur de station de base ayant en charge la station de base, comme étant le récepteur pour lequel le signal d'accès a la meilleure qualité et/ou le meilleur niveau,35 - un canal de trafic dit montant est affecté au mobile sur la fréquence de trafic montante, le canal de trafic montant n'étant utilisé que pour le mobile, - un canal de trafic correspondant, dit descendant, est affecté au mobile sur la fréquence de trafic descendante, ce canal de trafic étant décalé dans le temps par rapport au 5 canal de trafic montant, - chacun des autres mobiles évoluant dans la cellule principale et connecté à la station de base est associé à un canal de trafic descendant sur la fréquence de trafic descendante, décalé dans le temps par rapport à tous les10 canaux de trafic affectés aux autres mobiles sur la fréquence de trafic descendante, et à un canal de trafic montant sur la fréquence de trafic montante, décalé dans le temps par rapport à tous les canaux de trafic affectés aux autres mobiles sur la fréquence de trafic montante.15 Grâce au procédé de rattachement précédent utilisé en relation avec une station de base selon l'invention, le fait de n'utiliser qu'une seule voie balise montante ne pose pas de problème lorsqu'un mobile veut se connecter à la station de base selon l'invention. La cellule élémentaire à laquelle20 le mobile doit être rattaché, est déterminée soit par la station de base directement, soit par un contrôleur de station de base ayant en charge la station de base. En pratique, le canal réservé à la voie balise, montante ou descendante, se trouve toujours dans l'intervalle de temps 0 (Time Slot 0). Le canal de diffusion (BCCH) est toujours reçu dans toutes les cellules élémentaires. Etant donné que la période de répétition du canal d.'accès et du canal de diffusion est supérieure à celle de répétition des canaux de trafic, l'intervalle de30 temps 0 à l'émission ou à la réception, lorsqu'il n'est pas utilisé pour véhiculer ces canaux, est utilisé pour la transmission des données utiles. Un procédé d'échange de données tel que décrit précédemment, destiné en outre à maintenir la connexion du mobile à la station de base lorsque le mobile passe de l'une des cellules élémentaires, dite ancienne cellule élémentaire, à une autre, dite nouvelle cellule élémentaire, comporte les opérations suivantes: pendant l'intervalle de temps correspondant au canal de trafic montant affecté au mobile, chacun des récepteurs, y compris celui, dit ancien récepteur, assurant la transmission des signaux de données utiles émis par le mobile, reçoit les signaux de données utiles émis par le mobile, - la station de base sélectionne, selon un ou plusieurs critères prédéterminés, celui des récepteurs destiné à assurer la poursuite de la communication, et donc la transmission des signaux de données utiles en provenance du mobile au contrôleur de station de base, - les signaux de données utiles et de données de signalisation en provenance du mobile et issus du récepteur sélectionné sont ramenés en bande de base et transmis au A data exchange method intended to establish a radio connection between a mobile and a base station according to the invention, so that a traffic channel on the uplink traffic frequency and a traffic channel on the frequency downlink traffic are assigned to the mobile for the transmission of useful data, includes the following operations: - the mobile transmits in the direction of the base station, on a specific so-called access channel on the upstream beacon channel, at least one request for connection, called access request, - the base station, receiving the access request at each of the receivers, determines, for each of the receivers, the level and / or the quality of the signal, called access, consisting by request, and thus selects that of the receivers intended to ensure the transmission of the useful data signals originating from the mobile to a base station controller having charge of the base station, as being the receiver for where the access signal has the best quality and / or the best level, 35 - a so-called uplink traffic channel is assigned to the mobile on the uplink traffic frequency, the uplink traffic channel being used only for the mobile , - a corresponding traffic channel, called downlink, is assigned to the mobile on the downlink traffic frequency, this traffic channel being offset in time with respect to the uplink traffic channel, - each of the other mobiles moving in the main cell and connected to the base station is associated with a downlink traffic channel on the downlink frequency, offset in time with respect to all the 10 traffic channels assigned to the other mobiles on the downlink frequency, and with a uplink traffic on the uplink frequency, shifted in time with respect to all traffic channels assigned to other mobiles on the uplink frequency.15 Thanks to the piecing process previous step used in connection with a base station according to the invention, the fact of using only one uplink channel does not pose a problem when a mobile wants to connect to the base station according to the invention. The elementary cell to which the mobile must be attached is determined either by the base station directly or by a base station controller in charge of the base station. In practice, the channel reserved for the beacon channel, up or down, is always in the time slot 0 (Time Slot 0). The diffusion channel (BCCH) is always received in all the elementary cells. Since the repetition period of the access channel and the broadcast channel is greater than that of the repetition of the traffic channels, the time interval 0 at transmission or reception, when it is not not used to convey these channels, is used for the transmission of useful data. A data exchange method as described above, further intended to maintain the connection of the mobile to the base station when the mobile passes from one of the elementary cells, called the old elementary cell, to another, called the new cell elementary, comprises the following operations: during the time interval corresponding to the uplink traffic channel assigned to the mobile, each of the receivers, including that known as the old receiver, ensuring the transmission of the useful data signals transmitted by the mobile, receives the useful data signals transmitted by the mobile, - the base station selects, according to one or more predetermined criteria, that of the receivers intended to ensure the continuation of the communication, and therefore the transmission of the useful data signals coming from the mobile to the controller of base station, - useful data and signaling data signals from the mobile and from the r selected receiver are shifted into the base band and transmitted to the
contrôleur, - la communication se poursuit sur le même canal de trafic montant. controller, - communication continues on the same uplink traffic channel.
Le critère utilisé peut être le niveau de réception au sein de chaque récepteur ou la qualité, avant ou après décodage, du signal issu de chaque récepteur, ou une combinaison de ces deux critères. Un autre procédé d'échange de données destiné à maintenir la connexion du mobile à la station de base lorsque le mobile passe de l'une des cellules élémentaires, dite ancienne cellule élémentaire, à une autre, dite nouvelle cellule élémentaire, comporte les opérations suivantes:30 pendant l'intervalle de temps correspondant au canal de trafic montant affecté au mobile, chacun des récepteurs, y compris celui, dit ancien récepteur, assurant la transmission des signaux de données utiles émis par le mobile, reçoit les signaux de données utiles émis par le35 mobile, après démodulation de chacun des signaux de données utiles, le signal obtenu par combinaison de ces signaux est The criterion used can be the level of reception within each receiver or the quality, before or after decoding, of the signal coming from each receiver, or a combination of these two criteria. Another method of exchanging data intended to maintain the connection of the mobile to the base station when the mobile passes from one of the elementary cells, called the old elementary cell, to another, called the new elementary cell, comprises the following operations : 30 during the time interval corresponding to the uplink traffic channel assigned to the mobile, each of the receivers, including that known as the old receiver, ensuring the transmission of the useful data signals transmitted by the mobile, receives the transmitted useful data signals by the mobile, after demodulation of each of the useful data signals, the signal obtained by combination of these signals is
ramené en bande de base et transmis au contrôleur, - la communication se poursuit sur le même canal de trafic montant. brought back to baseband and transmitted to the controller, - communication continues on the same uplink traffic channel.
Un troisième procédé d'échange de données tel que décrit précédemment, destiné également à maintenir la connexion du mobile à la station de base lorsque le mobile passe de l'une des cellules élémentaires, dite ancienne cellule élémentaire, à une autre, dite nouvelle cellule10 élémentaire, comporte les opérations suivantes: - pendant l'intervalle de temps correspondant au canal de trafic montant affecté au mobile, chacun des récepteurs, y compris celui, dit ancien récepteur, assurant la transmission des signaux de données utiles émis par le15 mobile, reçoit les signaux de données utiles émis par le mobile, - les signaux de données utiles issus de chacun des récepteurs sont ramenés en bande de base, puis transmis au contrôleur de station de base,20 - le contrôleur de station de base interrompt la communication et sélectionne, selon un ou plusieurs critères prédéterminés, celui des récepteurs destiné à assurer la poursuite de la communication, et donc la transmission des signaux de données utiles en provenance du mobile au25 contrôleur de station de base, - la communication est rétablie sur le même canal de trafic montant, - les signaux de données utiles et de données de signalisation en provenance du mobile et issus du récepteur A third data exchange method as described above, also intended to maintain the connection of the mobile to the base station when the mobile passes from one of the elementary cells, called the old elementary cell, to another, called the new cell10 elementary, comprises the following operations: - during the time interval corresponding to the uplink traffic channel assigned to the mobile, each of the receivers, including that known as the old receiver, ensuring the transmission of the useful data signals transmitted by the mobile, receives the useful data signals transmitted by the mobile, - the useful data signals originating from each of the receivers are brought back to baseband, then transmitted to the base station controller, - the base station controller interrupts the communication and selects , according to one or more predetermined criteria, that of the receivers intended to ensure the continuation of the communication, and d onc the transmission of useful data signals from the mobile to the base station controller, - communication is re-established on the same uplink channel, - the useful data and signaling data signals from the mobile and from the receiver
sélectionné sont ramenés en bande de base puis transmis au contrôleur. selected are brought back to baseband and then transmitted to the controller.
Les trois procédés qui viennent d'être décrits sont des procédés permettant d'effectuer le handover. The three methods which have just been described are methods for carrying out the handover.
Alors que dans les procédés de handover classiques, le mobile détermine en permanence la qualité du signal reçu sur la voie balise descendante de chacune des cellules environnantes, une telle mesure n'est pas possible dans le While in conventional handover methods, the mobile constantly determines the quality of the signal received on the downlink beacon of each of the surrounding cells, such a measurement is not possible in the
cas d'une station de base selon l'invention, puisqu'il n'existe qu'une seule voie balise descendante. Le procédé précédent permet de maintenir la connexion en utilisant une5 méthode différente de celle de la mesure de la qualité de la voie balise descendante. case of a base station according to the invention, since there is only one downlink beacon channel. The previous method makes it possible to maintain the connection using a method different from that of measuring the quality of the downlink beacon.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un Other characteristics and advantages of the present invention will appear in the following description of a
mode de mise en oeuvre de la présente invention, donné à10 titre illustratif et nullement limitatif. mode of implementation of the present invention, given by way of illustration and in no way limiting.
Dans les figures suivantes: - la figure 1 représente schématiquement la configuration d'une cellule sectorisée correspondant à la couverture géographique d'une station de base selon l'invention,15 - la figure 2 représente la répartition dans le temps du canal de diffusion et des canaux de trafic descendants, - la figure 3 représente la répartition dans le temps du canal d'accès et des canaux de trafic montants, - la figure 4 est un schéma montrant le procédé de sélection du récepteur utilisé pour la poursuite de la communication lors du handover, In the following figures: FIG. 1 schematically represents the configuration of a sectorized cell corresponding to the geographic coverage of a base station according to the invention, FIG. 2 represents the distribution in time of the broadcasting channel and downlink traffic channels, - Figure 3 shows the time distribution of the access channel and uplink traffic channels, - Figure 4 is a diagram showing the receiver selection method used for the continuation of communication during handover,
- la figure 5 est un schéma montrant une variante du procédé de sélection de la figure 4. FIG. 5 is a diagram showing a variant of the selection method of FIG. 4.
Dans toutes ces figures, les éléments communs portent In all these figures, the common elements bear
les mêmes numéros de référence.the same reference numbers.
On a représenté schématiquement en figure 1 une cellule principale C correspondant à la couverture géographique d'une station de base BTS selon l'invention. La cellule C peut en général et pour simplifier être A main cell C corresponding to the geographic coverage of a BTS base station according to the invention is shown diagrammatically in FIG. 1. Cell C can in general and for simplicity be
considérée comme circulaire, et la station de base BTS est située en son centre. considered circular, and the BTS base station is located in its center.
La cellule C est sectorisée, c'est-à-dire qu'elle est subdivisée en plusieurs cellules élémentaires ou secteurs Cell C is sectorized, i.e. it is subdivided into several elementary cells or sectors
(trois sur la figure 1) référencés Sl, S2 et S3. (three in FIG. 1) referenced S1, S2 and S3.
La station de base BTS selon l'invention comprend, de manière très schématique: il - un émetteur E muni d'une antenne omnidirectionnelle A0, - trois récepteurs R1, R2 et R3, chacun muni d'une antenne directive A1, A2 et A3 assurant la couverture radio respectivement des secteurs Si, S2 et S3.5 Pour des raisons de clarté, on a représenté les récepteurs R1, R2 et R3 légèrement décalés par rapport à l'émetteur E, mais il est bien évident que tous ces éléments se trouvent regroupés sensiblement sur le même site pour constituer la station de base BTS. 10 Selon l'invention, la couverture de la station de base BTS n'est pas la même dans les deux sens de transmission (le sens montant et le sens descendant). En effet, dans le sens descendant, la cellule C est équivalente à une cellule non sectorisée avec un seul émetteur.15 Dans le sens montant, la cellule C est, de manière simplifiée, équivalente à une cellule sectorisée avec un récepteur par secteur. C'est la raison pour laquelle deux contours différents ont été représentés pour la cellule C: - un premier contour CE définissant la cellule telle qu'elle apparaît dans le sens descendant, The base station BTS according to the invention very schematically comprises: it - a transmitter E provided with an omnidirectional antenna A0, - three receivers R1, R2 and R3, each provided with a directional antenna A1, A2 and A3 ensuring radio coverage of sectors Si, S2 and S3.5 respectively. For reasons of clarity, the receivers R1, R2 and R3 have been shown slightly offset from the transmitter E, but it is obvious that all of these elements are are grouped together substantially on the same site to constitute the BTS base station. According to the invention, the coverage of the base station BTS is not the same in the two directions of transmission (the upward direction and the downward direction). Indeed, in the downward direction, cell C is equivalent to a non-sectored cell with a single transmitter. 15 In the upward direction, cell C is, in a simplified manner, equivalent to a sectorized cell with a receiver per sector. This is the reason why two different contours have been represented for cell C: - a first CE contour defining the cell as it appears in the downward direction,
- un deuxième contour CR définissant la cellule telle qu'elle apparaît dans le sens montant. - a second contour CR defining the cell as it appears in the upward direction.
Pour des raisons de clarté, les contours CE et CR ne For reasons of clarity, the CE and CR contours do not
sont pas superposés sur la figure, mais on comprend bien qu'ils sont confondus dans la pratique. are not superimposed on the figure, but it is understandable that they are confused in practice.
Les fréquences disponibles pour les échanges de données. dans la cellule C sont les suivantes: - une fréquence de trafic unique, dite descendante, pour véhiculer les données utiles de la station de base BTS vers un ou plusieurs mobiles MS, - une fréquence de signalisation descendante, appelée voie balise descendante et distincte de la fréquence de trafic descendante,35 - une fréquence de trafic unique, dite montante, pour véhiculer les données utiles des mobiles MS vers la station de base BTS, la fréquence de trafic montante étant distincte de la voie balise descendante et de la fréquence de trafic descendante, - une fréquence de signalisation montante, appelée voie balise montante, distincte de toutes les autres fréquences qui viennent d'être définies. On a représenté en figure 2, de manière très simplifiée, la répartition en fonction du temps des différents canaux de trafic véhiculés sur la fréquence de10 trafic descendante, et du canal dit de diffusion, véhiculé sur la voie balise descendante et destiné à transmettre des données de signalisation et de contrôle (comprenant notamment des informations nécessaires aux mobiles pour qu'ils puissent se connecter à la station de base BTS, des15 informations de synchronisation, des informations de contrôle, etc...) à tous les mobiles MS se trouvant dans la cellule C. De même, on a représenté en figure 3, de manière très simplifiée, la répartition en fonction du temps des différents canaux de trafic véhiculés sur la fréquence de trafic montante, et du canal dit d'accès RACH (pour Random Access CHannel), véhiculé sur la voie balise montante et destiné à transmettre des données de signalisation (constituées de demandes d'accès des mobiles MS) à la The frequencies available for data exchange. in cell C are the following: - a single traffic frequency, called downlink, for conveying the useful data from the base station BTS to one or more mobiles MS, - a downlink signaling frequency, called downlink beacon channel and distinct from the downlink traffic frequency, a single, so-called uplink traffic frequency for conveying the useful data from the mobiles MS to the base station BTS, the uplink traffic frequency being distinct from the downlink beacon channel and the traffic frequency downlink, - an uplink signaling frequency, called the uplink beacon channel, distinct from all the other frequencies which have just been defined. There is shown in FIG. 2, in a very simplified manner, the distribution as a function of time of the different traffic channels conveyed on the downlink frequency, and of the so-called broadcast channel, conveyed on the downlink beacon and intended for transmitting data. signaling and control (including in particular information necessary for the mobiles so that they can connect to the BTS base station, synchronization information, control information, etc.) to all the mobiles MS located in cell C. Likewise, in FIG. 3, a very simplified representation has been made of the distribution as a function of time of the different traffic channels carried on the uplink frequency, and of the so-called RACH access channel (for Random Access CHannel), carried on the uplink beacon and intended to transmit signaling data (consisting of access requests from MS mobiles) to the
station de base BTS.BTS base station.
De manière générale, un canal quelconque est constitué par la répétition périodique (la période dépendant du type de canal considéré) d'un intervalle de temps sur une fréquence déterminée (dépendant elle aussi du type de canal30 concerné). En pratique, le temps est divisé en trames, chaque trame étant divisée en huit intervalles de temps In general, any channel is constituted by the periodic repetition (the period depending on the type of channel considered) of a time interval on a determined frequency (also depending on the type of channel concerned). In practice, time is divided into frames, each frame being divided into eight time intervals
(Time Slots).(Time Slots).
Un schéma de trame TE, représenté en figure 2, est utilisé par la station de base BTS selon l'invention à l'émission; la trame TE est subdivisée en huit intervalles de temps référencés TS0E à TS7E. L'intervalle de temps TS0E est alloué au canal de diffusion véhiculé par la voie balise descendante, à l'attention de tous les mobiles se trouvant dans la cellule C, et les intervalles de temps TS1E à TS7E sont alloués aux canaux de trafic descendants. Un canal de5 trafic descendant distinct est affecté à chaque mobile se trouvant dans la cellule C. La période séparant deux intervalles de temps de type TS0E est supérieure à celle séparant deux intervalles de temps alloués à un canal de trafic descendant donné, c'est-10 à-dire à un mobile donné, de sorte que sept ou huit mobiles peuvent recevoir des signaux radio de la station de base BTS sur la fréquence de trafic descendante. La figure 3 représente le schéma d'une trame TR, utilisé par la station de base BTS selon l'invention à la réception en provenance de l'un quelconque des secteurs Sl, S2 ou S3; le schéma de trame est le même dans les trois secteurs. La trame TR est subdivisée en huit intervalles de temps TS0R à TS7R. L'intervalle de temps TS0R est alloué au canal d'accès véhiculé par la voie balise montante, et peut20 donc être utilisé par n'importe quel mobile MS, o qu'il se trouve dans la cellule C. Par ailleurs, les intervalles de temps TS1R à TS7R sont alloués aux canaux de trafic montants. Contrairement à l'utilisation du canal d'accès, un canal de trafic montant25 distinct est affecté à chaque mobile MS. Les périodes de répétition du canal d'accès et des canaux de trafic A TE frame diagram, represented in FIG. 2, is used by the base station BTS according to the invention on transmission; the TE frame is subdivided into eight time intervals referenced TS0E to TS7E. The time interval TS0E is allocated to the broadcast channel carried by the downlink beacon, for the attention of all the mobiles located in cell C, and the time intervals TS1E to TS7E are allocated to the downlink traffic channels. A separate downlink traffic channel is assigned to each mobile in cell C. The period separating two time slots of TS0E type is greater than that separating two time slots allocated to a given downlink channel, that is to say 10 ie to a given mobile, so that seven or eight mobile can receive radio signals from the base station BTS on the downlink traffic frequency. FIG. 3 represents the diagram of a frame TR, used by the base station BTS according to the invention on reception coming from any one of the sectors S1, S2 or S3; the frame pattern is the same in all three sectors. The frame TR is subdivided into eight time intervals TS0R to TS7R. The time interval TS0R is allocated to the access channel conveyed by the uplink beacon channel, and can therefore be used by any mobile MS, wherever it is located in cell C. In addition, the intervals of TS1R to TS7R times are allocated to uplink traffic channels. Unlike the use of the access channel, a separate uplink traffic channel is assigned to each mobile MS. The repetition periods of the access channel and traffic channels
descendants sont tels que sept ou huit mobiles peuvent émettre des signaux radio sur la fréquence de trafic descendante. downlinks are such that seven or eight mobiles can transmit radio signals on the downlink traffic frequency.
On va maintenant s'attacher à décrire un procédé selon l'invention permettant à un mobile MS d'échanger avec la station de base BTS des données lui permettant de se connecter à cette dernière. De manière classique dans le système GSM, lorsqu'un mobile souhaite se connecter au réseau par l'intermédiaire d'une station de base, c'est-à- dire se voir affecter une fréquence de trafic montante et une fréquence de trafic descendante, et sur chacune de ces fréquences, un canal de trafic lui permettant de communiquer, il commence par déterminer (par exemple au moyen de mesures de niveau de 5 réception) la voie balise descendante qu'il reçoit le mieux (on précise ici qu'à cette fin, un signal est en permanence émis par la station de base BTS de chaque secteur ou cellule sur sa voie balise descendante), puis émet sur le canal d'accès de la voie balise montante associée des signaux10 appelés demandes d'accès. Une fois la demande d'accès du mobile reçue, un canal de trafic montant et un canal de trafic descendant sont alloués au mobile. Dans le cas classique, chaque cellule, ou chaque secteur, a sa propre voie balise montante, de sorte qu'il est aisé pour le mobile de déterminer son secteur ou sa cellule de rattachement, en identifiant la voie balise descendante la mieux reçue. Ainsi, les demandes d'accès émises par le mobile sur la voie balise montante associée à la voie balise descendante la mieux reçue sont reçues par le seul récepteur associé au secteur correspondant à cette voie balise montante. Ce n'est pas le cas dans la présente invention. En effet, dans une station de base selon l'invention, il n'existe qu'un seul couple de voies balises pour les trois secteurs. Ainsi, le mobile émet une ou plusieurs demandes d'accès sur la voie balise montante, et chacun des récepteurs R1, R2 et R3 reçoit cette (ces) demande(s) d'accès. Pour déterminer à quel secteur le mobile MS doit être rattaché, et par conséquent pour déterminer quel récepteur sera choisi pour transmettre les signaux de données utiles ou de données de signalisation émis par le mobile MS, la station de base BTS évalue le niveau et/ou la qualité de la réception du signal constitué de la demande d'accès au sein35 de chacun des récepteurs R1, R2 et R3. Le récepteur choisi est alors celui au sein duquel la qualité et/ou le niveau de la réception de la demande d'accès sont les meilleurs. Une fois le récepteur déterminé, le canal de trafic alloué au mobile MS sur la fréquence de trafic montante, c'est-à-dire en pratique le numéro de l'intervalle de temps qui lui est réservé pour émettre des signaux radio, est déterminé en fonction des canaux de trafic montants déjà utilisés par d'autres mobiles: seul un canal de trafic montant correspondant à un intervalle de temps de rang non10 encore utilisé peut être affecté au mobile. En outre, l'intervalle de temps 0 est affecté au canal d'accès avec une période de répétition supérieure à celle des canaux de trafic, de sorte qu'il peut également être utilisé pour un canal de trafic.15 Pour permettre les échanges-de données utiles dans le sens descendant, un canal de trafic sur la fréquence de We will now endeavor to describe a method according to the invention allowing a mobile MS to exchange data with the base station BTS allowing it to connect to the latter. Conventionally in the GSM system, when a mobile wishes to connect to the network via a base station, that is to say to be assigned an uplink and a downlink traffic frequency, and on each of these frequencies, a traffic channel enabling it to communicate, it begins by determining (for example by means of reception level measurements) the downlink beacon channel which it receives best (it is specified here that at for this purpose, a signal is permanently transmitted by the base station BTS of each sector or cell on its downlink beacon channel), then transmits on the access channel of the associated uplink beacon channel signals10 called access requests. Once the mobile access request is received, an uplink traffic channel and a downlink traffic channel are allocated to the mobile. In the classic case, each cell, or each sector, has its own uplink beacon path, so that it is easy for the mobile to determine its sector or its attachment cell, by identifying the best received downlink beacon channel. Thus, the access requests sent by the mobile on the uplink beacon channel associated with the best received downlink beacon channel are received by the only receiver associated with the sector corresponding to this uplink beacon channel. This is not the case in the present invention. In fact, in a base station according to the invention, there is only one pair of beacon channels for the three sectors. Thus, the mobile transmits one or more access requests on the upstream beacon channel, and each of the receivers R1, R2 and R3 receives this (these) access request (s). To determine to which sector the mobile MS must be attached, and consequently to determine which receiver will be chosen to transmit the useful data or signaling data signals transmitted by the mobile MS, the base station BTS evaluates the level and / or the quality of reception of the signal consisting of the access request within each of the receivers R1, R2 and R3. The receiver chosen is then the one in which the quality and / or the level of reception of the access request are the best. Once the receiver has been determined, the traffic channel allocated to the mobile MS on the uplink traffic frequency, that is to say in practice the number of the time interval reserved for it to transmit radio signals, is determined depending on the uplink traffic channels already used by other mobiles: only the uplink traffic channel corresponding to a rank time interval not yet used can be assigned to the mobile. In addition, time slot 0 is assigned to the access channel with a repeat period greater than that of the traffic channels, so that it can also be used for a traffic channel. downstream payload, a traffic channel on the frequency of
trafic descendante est également affecté au mobile MS. Ce canal de trafic descendant est décalé de plusieurs intervalles de temps (par exemple trois) par rapport au20 canal de trafic montant correspondant. downlink traffic is also assigned to the MS mobile. This downlink traffic channel is offset by several time intervals (for example three) with respect to the corresponding uplink traffic channel.
En pratique, le récepteur choisi pour recevoir et transmettre les données du canal montant est également celui qui transmet les données de signalisation en provenance du mobile. Les autres récepteurs sont également capables de25 recevoir les données utiles et de signalisation enprovenance du mobile, mais ne les transmettent pas et sont uniquement utilisés, comme on le verra plus loin en relation avec les procédés de handover, pour effectuer le choix du meilleur récepteur.30 Un autre procédé qu'il est important de décrire dans le cadre de l'invention est celui destiné à maintenir la communication en cours du mobile MS lorsque ce dernier passe par exemple du secteur S1 au secteur S2. Par abus de langage mais pour des raisons de clarté de In practice, the receiver chosen to receive and transmit the uplink data is also the one that transmits the signaling data from the mobile. The other receivers are also capable of receiving useful and signaling data from the mobile, but do not transmit them and are only used, as will be seen below in connection with the handover methods, to make the choice of the best receiver. Another process which it is important to describe within the framework of the invention is that intended to maintain the communication in progress of the mobile MS when the latter passes for example from sector S1 to sector S2. By abuse of language but for reasons of clarity of
l'exposé, on appellera ce procédé "handover". the presentation, we will call this process "handover".
Dans le handover classique, le mobile mesure le niveau de réception de la voie balise descendante de chacune des cellules voisines de celle à laquelle il est rattaché, et il envoie régulièrement, sur un canal spécifique appelé SACCH5 (Slow Associated Control CHannel), les résultats de ces mesures à la station de base à laquelle il est rattaché. Il est alors possible à un organe de contrôle appelé BSC (Base Station Controller) ayant sous son contrôle un certain nombre de stations de base dont celle à laquelle le mobile10 est rattaché, de déterminer à quel moment il est opportun que le rattachement du mobile change. Pour simplifier, In classic handover, the mobile measures the reception level of the downlink beacon of each of the neighboring cells to the one to which it is attached, and it regularly sends, on a specific channel called SACCH5 (Slow Associated Control CHannel), of these measurements to the base station to which it is attached. It is then possible for a control body called BSC (Base Station Controller) having under its control a number of base stations including the one to which the mobile10 is attached, to determine when it is appropriate that the attachment of the mobile changes . To simplify,
lorsque le niveau de réception de la voie balise descendante associée à la cellule à laquelle est rattaché le mobile est inférieur au niveau de réception de la voie balise15 descendante d'une cellule voisine, la procédure de handover sera déclenchée. when the reception level of the downward beacon channel associated with the cell to which the mobile is attached is lower than the reception level of the downward beacon channel of a neighboring cell, the handover procedure will be triggered.
On comprend bien que dans le cas de l'invention, étant donné qu'il n'y a qu'une seule voie balise descendante pour It is well understood that in the case of the invention, given that there is only one downlink beacon path for
toutes les cellules élémentaires ou secteurs, la procédure20 classique ne peut être utilisée. all elementary cells or sectors, the conventional procedure cannot be used.
Comme les récepteurs autres que celui du secteur auquel est rattaché le mobile MS ne sont pas utilisés par As receivers other than that of the sector to which the MS mobile is attached are not used by
d'autres mobiles sur l'intervalle de temps correspondant au canal de trafic montant utilisé par le mobile MS, ces25 récepteurs peuvent recevoir également les signaux émis par le mobile MS sur la fréquence de trafic montante. other mobiles over the time interval corresponding to the uplink traffic channel used by the mobile MS, these receivers can also receive the signals transmitted by the mobile MS on the uplink traffic frequency.
Plusieurs options sont alors possibles en pratique. Several options are then possible in practice.
Selon une première option, le "handover" peut être décidé localement au niveau de la station BTS: c'est elle qui sélectionne celui des récepteurs R1, R2 ou R3 qui sera effectivement utilisé pour transmettre les signaux émis par le mobile MS. Comme on le voit en figure 4, une opération de sélection est effectuée au sein de la BTS au moyen d'une "matrice" de sélection M, en sortie des récepteurs R1, R2 ou R3. La matrice M sélectionne le récepteur destiné à être utilisé pour la transmission en choisissant, selon un ou plusieurs critères prédéterminés, celui des signaux issus des trois récepteurs R1, R2 ou R3 qui sera effectivement transmis. Le signal sélectionné est ensuite ramené en bande de base par le dispositif BB puis transmis à un contrôleur5 de station de base BSC ayant en charge la station de base BTS et permettant de transmettre le message à son destinataire. Un premier critère de sélection peut consister à sélectionner le récepteur qui reçoit le mieux le mobile, c'est-à-dire par exemple celui qui reçoit les signaux de plus grande puissance, ou celui qui reçoit les signaux de meilleure qualité, cette qualité étant déterminée avant ou après décodage. On peut aussi effectuer la sélection en combinant les deux critères précédents.15 La communication en cours se poursuit alors par l'intermédiaire du récepteur sélectionné, c'est-à- dire qu'en pratique, le signal transmis, qu'il contienne des données utiles ou de signalisation, est celui qui provient du récepteur sélectionné. Les autres récepteurs continuent de20 recevoir les signaux émis par le mobile, pour permettre d'effectuer la sélection précédente chaque fois que cela est nécessaire. On peut ainsi décider qu'à chaque intervalle de temps, une opération de sélection telle que définie ci-dessus sera effectuée. Une telle possibilité peut être retenue notamment si la matrice de sélection M peut déterminer très rapidement le meilleur des trois récepteurs, par exemple en retardant pendant un temps suffisant les signaux reçus pour pouvoir mesurer leur niveau de puissance.30 Selon un autre mode de sélection, une combinaison des signaux reçus par les trois récepteurs est effectuée au sein According to a first option, the "handover" can be decided locally at the level of the BTS station: it is it which selects that of the receivers R1, R2 or R3 which will be effectively used to transmit the signals transmitted by the mobile MS. As can be seen in FIG. 4, a selection operation is carried out within the BTS by means of a selection "matrix" M, at the output of the receivers R1, R2 or R3. The matrix M selects the receiver intended to be used for the transmission by choosing, according to one or more predetermined criteria, that of the signals from the three receivers R1, R2 or R3 which will be effectively transmitted. The selected signal is then brought back into baseband by the device BB and then transmitted to a base station controller BSC having charge of the base station BTS and making it possible to transmit the message to its recipient. A first selection criterion may consist in selecting the receiver which receives the mobile better, that is to say for example that which receives the signals of greater power, or that which receives the signals of better quality, this quality being determined before or after decoding. It is also possible to make the selection by combining the two preceding criteria. 15 The communication in progress then continues via the selected receiver, that is to say in practice, the transmitted signal, whether it contains useful or signaling data, is that which comes from the selected receiver. The other receivers continue to receive the signals transmitted by the mobile, to allow the previous selection to be made whenever necessary. It can thus be decided that at each time interval, a selection operation as defined above will be carried out. Such a possibility can be retained in particular if the selection matrix M can very quickly determine the best of the three receivers, for example by delaying the received signals for a sufficient time to be able to measure their power level.30 According to another selection mode, a combination of the signals received by the three receivers is carried out within
de la matrice de sélection M après démodulation de ces signaux, selon un principe rappelant celui de la diversité d'antenne. C'est le signal issu de la combinaison qui est35 transmis au BSC par l'intermédiaire du dispositif BB. of the selection matrix M after demodulation of these signals, according to a principle recalling that of antenna diversity. It is the signal from the combination which is transmitted to the BSC via the device BB.
La première option qui vient d'être décrite est dite "transparente" pour le mobile, c'est-à-dire que le mobile est passif lors du "handover" (le terme handover est employé ici entre guillemets car la procédure mise en oeuvre ne peut5 être qualifiée à proprement parler de handover; en effet, lors d'un handover classique, la fréquence de trafic allouée au mobile change, et c'est le BSC qui intervient en commandant ce changement). Selon une deuxième option, qui n'est plus transparente pour le mobile, le handover est effectué par l'intermédiaire du BSC. Comme on le voit en figure 5 les signaux issus des récepteurs Ri, R2 et R3 sont ramenés en bande de base au moyen des dispositifs BB1, BB2 et BB3, et c'est au sein du BSC qu'est effectué, après interruption de la communication15 en cours, le choix du récepteur permettant de poursuivre la communication. Ce récepteur sera celui utilisé pour The first option which has just been described is called "transparent" for the mobile, that is to say that the mobile is passive during the "handover" (the term handover is used here in quotes because the procedure implemented strictly speaking cannot be qualified as a handover; indeed, during a conventional handover, the traffic frequency allocated to the mobile changes, and it is the BSC which intervenes by ordering this change). According to a second option, which is no longer transparent for the mobile, the handover is carried out through the BSC. As can be seen in FIG. 5, the signals from the receivers Ri, R2 and R3 are brought back to the baseband by means of the devices BB1, BB2 and BB3, and it is within the BSC that is carried out, after interruption of the communication15 in progress, the choice of receiver allowing communication to continue. This receiver will be the one used for
transmettre à la fois les données utiles et de signalisation en provenance du mobile MS; les autres récepteurs continuent de recevoir les signaux émis par le mobile, mais20 servent seulement à effectuer la sélection opérée par le BSC en fonction du niveau et/ou de la qualité. transmit both useful and signaling data from the mobile MS; the other receivers continue to receive the signals transmitted by the mobile, but only serve to carry out the selection made by the BSC according to the level and / or the quality.
Comme dans le cas du handover classique, le BSC envoie donc des messages de commande au mobile, notamment pour lui demander de rétablir la connexion après le handover, mais25 sans changer de canal de trafic. Ici encore, le handover est fictif puisque la fréquence de la communication ne change pas, et que l'on rétablit la connexion du mobile après le handover en gardant le même canal de trafic. L'avantage de cette deuxième option par rapport à la précédente réside dans le fait que le protocole de handover au sein de la station de base selon l'invention est As in the case of the classic handover, the BSC therefore sends control messages to the mobile, in particular to ask it to re-establish the connection after the handover, but without changing the traffic channel. Here again, the handover is fictitious since the frequency of the communication does not change, and we reestablish the connection of the mobile after the handover by keeping the same traffic channel. The advantage of this second option compared to the previous one lies in the fact that the handover protocol within the base station according to the invention is
identique à celui utilisé dans la procédure de handover classique avec des stations de base de l'art antérieur. Dans ce cas, seul le protocole au niveau du contrôleur de station35 de base change. identical to that used in the conventional handover procedure with base stations of the prior art. In this case, only the protocol at the base station controller changes.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described.
En particulier, l'invention s'applique non seulement à un réseau cellulaire de type GSM, mais également à tout autre type de réseau cellulaire. Par ailleurs, l'invention, même si elle présente de nombreux avantages dans son application à des cellules de grande couverture en zone rurale, peut tout aussi bien être appliquée à des stations de base pour cellules de couverture10 quelconque, du moment qu'elle rend disponible un nombre suffisant de canaux de trafic compte tenu du trafic de communications attendu. Les procédés de rattachement et de handover décrits en relation avec une station de base selon l'invention se rapportent à un réseau cellulaire de type GSM. Il est bien In particular, the invention applies not only to a cellular network of GSM type, but also to any other type of cellular network. Furthermore, the invention, even if it has many advantages in its application to large coverage cells in rural areas, can just as easily be applied to base stations for any coverage cells10, as long as it makes available a sufficient number of traffic channels taking into account the expected communications traffic. The attachment and handover methods described in relation to a base station according to the invention relate to a cellular network of GSM type. He's good
évident qu'ils peuvent être adaptés, sans sortir du cadre de l'invention, à tout type de réseau cellulaire. obvious that they can be adapted, without departing from the scope of the invention, to any type of cellular network.
Dans le procédé de rattachement, la sélection du récepteur offrant la meilleure qualité et/ou le meilleur niveau peut être effectuée de la même manière que dans les procédés de handover selon l'invention, c'est-à-dire soit par la BTS, au moyen de la matrice de sélection M, soit par le BSC par des procédures analogues à celles utilisées pour le handover classique.25 D'autre part, ces procédés ont été décrits, pour des raisons de clarté de l'exposé, en prenant comme exemple une In the attachment method, the selection of the receiver offering the best quality and / or the best level can be carried out in the same way as in the handover methods according to the invention, that is to say either by BTS, by means of the selection matrix M, either by the BSC by procedures analogous to those used for the classic handover.25 On the other hand, these methods have been described, for reasons of clarity of the description, taking as example one
organisation des canaux à l'intérieur de la cellule extrêmement simplifiée. Il est bien évident qu'il est à la portée de l'homme du métier d'adapter ces procédés à des30 organisations de canaux plus complexes, et ce sans sortir du cadre de l'invention. organization of channels inside the cell extremely simplified. It is quite obvious that it is within the reach of those skilled in the art to adapt these methods to more complex channel organizations, without departing from the scope of the invention.
Notamment, on remarquera que lorsque le canal de diffusion correspondant à l'intervalle de temps 0 est partagé en plusieurs sous- canaux, un premier sous-canal35 réservé à la diffusion telle qu'elle a été décrite dans ce qui précède, et au moins un deuxième sous-canal réservé à un canal dénommé SDCCH (Stand-Alone Dedicated Control CHannel) dans la terminologie GSM, ce deuxième sous-canal ne peut être utilisé simultanément dans plusieurs secteurs distincts, à la différence du sous- canal de diffusion. En revanche, plusieurs de ces sous-canaux peuvent être utilisés In particular, it will be noted that when the broadcasting channel corresponding to the time interval 0 is divided into several subchannels, a first subchannel35 reserved for broadcasting as described in the above, and at least a second subchannel reserved for a channel called SDCCH (Stand-Alone Dedicated Control CHannel) in GSM terminology, this second subchannel cannot be used simultaneously in several distinct sectors, unlike the broadcasting subchannel. However, several of these subchannels can be used
dans des secteurs distincts.in separate sectors.
Enfin, on pourra remplacer tout moyen par un moyen Finally, we can replace any means by a means
équivalent sans sortir du cadre de l'invention. equivalent without departing from the scope of the invention.
Claims (3)
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| AT94401167T ATE180609T1 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-26 | METHOD FOR EXCHANGING DATA BETWEEN THE BASE STATION OF A MOBILE RADIO COMMUNICATIONS NETWORK AND THE MOBILE STATION OF THIS NETWORK |
| EP94401167A EP0627828B1 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-26 | Method for data exchange between base station of a mobile communication network and mobile station of the network |
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| US08/249,833 US5535423A (en) | 1993-05-28 | 1994-05-26 | Method of exchanging data between a base transceiver station of a mobile radio network and a mobile in the network |
| CN94107742A CN1061492C (en) | 1993-05-28 | 1994-05-27 | Method for exchanging data between a base transceiver station of a mobile radio network and a mobile station in the network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9306426A FR2705849B1 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Base station of a GSM type cellular network, and method of exchanging data between this base station and a mobile operating in the network. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2705849A1 true FR2705849A1 (en) | 1994-12-02 |
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